Co je tenké filmové zařízení?

Zařízení s tenkým filmem je jakýkoli typ komponenty na základě extrémně tenkých vrstev hmoty, obvykle polovodičového křemíku, nanometrů nebo miliardtin metrové tloušťky, a někdy se umístí na sebe, aby vytvořily komplexní zařízení nebo obvod tenkého filmu. To může zahrnovat cokoli od tranzistorových polí používaných k výrobě mikroprocesorů pro počítače, po mikroelektromechanické systémy (MEMS), což jsou minutové senzory používané k detekci všeho od radonu a kouře v domácích požárních detektorech po mechanický pohyb, změny teploty, nadmořská výška pro řízené střely. Mezi další aplikace zařízení pro tenké filmy patří povlaky, jako je proces stříbření zrcadel, optické vrstvy, které dávají čočkám jedinečné vlastnosti, a magnetické filmy založené na sloučeninách železa jako nová forma počítačové paměti. Pokročilé baterie, farmaceutická léčiva a aplikace solárních článků, jako jsou střešní tašky, které generují vlastní elektrickou energii, jsou také založeny na tenkovrstvém zařízení jedné nebo druhé formy.

Pro výrobu tenkých filmů existují různé chemické, fyzikální a elektricky založené metody, z nichž některé jsou schopné ukládat filmové vrstvy až na konečnou úroveň jednotlivých atomů. Nejčasnější formy komerčního úspěchu pro depozici tenkého filmu zahrnovaly křemíkové polovodičové sloučeniny. Čistý křemík, jako úplný izolátor, je dopován nebo implantován jednotlivými ionty fosforu nebo boru rychlostí jednoho atomu fosforu nebo boru na každý miliardu atomů křemíku, čímž se získají elektrické vlastnosti polovodičového tenkého filmu. Nové metody nanášení tenkých vrstev nyní zahrnují vytváření extrémně jemných vrstev polymerních sloučenin, které mají aplikace pro flexibilní solární články a diody emitující organické světlo (OLED), které se používají k vytváření zobrazovacích panelů pro televizory, počítačové monitory a elektrické billboardy.

Proces nanášení tenkých vrstev je velmi náročná a precizní věda, a to částečně díky jemnému materiálu, který se nejčastěji používá k výrobě součástí tenkých vrstev, polovodičového křemíku (SGS). Desetiletí výzkumu a vývoje v této aréně umožnilo přizpůsobit technologii tenkých vrstev novým oblastem vědy o materiálech. Využití výrobních poznatků z depozice tenkých vrstev ve spojení s pokroky ve výzkumu nanotechnologií vedlo ke stále širší škále aplikací tenkých vrstev.

Generují se mikrotečky a umísťují se na lékové obaly, aby se zabránilo dovozu padělaných léčiv, a tenké filmy se nyní začleňují do boje proti padělání penězi. Lékařské implantáty, jako jsou stenty, jsou tenkovrstvé zařízení pro zvýšení průtoku krve v tepnách, potažené mikroskopickými vrstvami účinných léků pro pomalé uvolňování do krevního řečiště. Od použití v toxikologickém testování až po dodávku silných protirakovinových léků v extrémně malých množstvích, která by byla jinak smrtelná, až po tkaní zlatých a stříbrných tenkých filmů do luxusních textilií, koncept zařízení tenkých filmů je aplikován napříč množícím se polem a průmyslová odvětví, která si veřejnost často nevšimne kvůli jejich extrémně malé velikosti a skrytým funkcím.